JPS6351098A - プラズマ発生装置 - Google Patents

プラズマ発生装置

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JPS6351098A
JPS6351098A JP61194742A JP19474286A JPS6351098A JP S6351098 A JPS6351098 A JP S6351098A JP 61194742 A JP61194742 A JP 61194742A JP 19474286 A JP19474286 A JP 19474286A JP S6351098 A JPS6351098 A JP S6351098A
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JP
Japan
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magnetic field
discharge tube
coaxial waveguide
plasma
field strength
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JP61194742A
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JPH0828278B2 (ja
Inventor
丹波 護武
雄一 坂本
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラズマ発生装置に関する。更に詳細には、電
子サイクロトロン共鳴によりプラズマを発生するプラズ
マ発生装置に関する。
C従来の技術〕 周IFkωのマイクロ波を、電子サイクロトロン共鳴発
生条件を満たす強度の磁場B=ωm/e(本明細書では
この強度を「共鳴磁場強度」と言う。なお、mは電子の
質量であり、eは電子の電荷である。)中に供給して、
プラズマを発生するプラズマ発生装置が知られている。
〔発明が解決しようとする間頌点〕
上述した電子サイクロトロン共鳴によるプラズマ発生装
置においては、マイクロ波を高真空状態に保持される放
電管に供給する必要があるが、このための給電経路には
、大気圧側と真空側とを隔離するための絶縁性真空シー
ルが設けられる。しかしながら、この真空シールは生成
されたプラズマの衝突を受は容易に破壊してしまうとい
う問題があった。また、従来のプラズマ発生装置におい
ては、放電管内のプラズマ発生領域に至るまでに、マイ
クロ波のエネルギーが費やされてしまい効率良くプラズ
マを発生することが出来ないという問題があった。
〔問題点を解決するだめの手段〕
上記問題点は、 マイクロ波を発生するマイクロ波発生源、内部が高真空
に保たれる放電管、 前記放電管内において、中心軸上が共鳴磁場強度未満で
あり、その周囲に共鳴磁場強度の磁場を形成する磁場発
生手段、 前記マイクロ波発生源から発生されたマイクロ波を前記
放電管内の前記共鳴磁場領域の近くまで搬送する同軸導
波管、 前記同軸導波管の内側導体が伸びて形成されたアンテナ
、および このアンテナを包囲して、前記同軸導波管の開口を7−
ルする真空ンールを備えてなる本発明のプラズマ発生装
置によって解決される。
〔作 用〕
マイクロ波発生源から発生したマイクロ波は、放電管内
の共鳴磁場近くまで伸ばされた同軸導波管を伝達し、こ
の同軸導波管の内側導体が伸ばされて形成されたアンテ
ナから真空ンールを介して放電管内に放出される。この
放出されたマイクロ波のエネルギーは電子サイクロトロ
ン共鳴によるプラズマ生成に費やされる。
〔発明(つ効果〕
本発明によると、高効率にプラズマを発生することがで
き、かつ真空ンール破損の問題も発生しない。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。第1図は本発明の好ましい実施例の側断面図であり
、第2図は第1図のA−A断面図である。内径134φ
長さ300 mmのステンレス製マイクロ波共振型放電
管1の外周には永久磁石2が二重に環状に配置されてい
る。これら永久磁石の背面には、軟鉄製円筒ヨーク3が
接触している。放電管1とヨーク3との間には、注入口
20から流入し、排出口21から排出する冷却水が充填
されている。マグネトロン4によって発生されたマイク
ロ波は同軸導波管5によって搬送される。
この同軸導波管5は放電管1内の、永久磁石5によって
構成された二つの環状体の中間お分まで伸びている。同
軸導波管5の内側導体5aはそのまま更に伸ばされてお
り、マイクロ波放出用のアンテナ6を構成している。こ
のアンテナを包囲するようにセラミック製の真空シール
7が同軸導波管5の外側導体5bの端部に接着されてお
り、高真空状態の放電管1内部と大気圧状態の同軸導波
管5の中との間を真空シールしている。放電ガスはガス
導入口8から供給される。イオン引出口9と放電管1内
部との間には第1、第2および第3の電極が10.11
.12が3枚重ねられて設けられているが、3つの電極
とも厚さ3 mmであり、第1、第2の電極10.11
の間隔は10珊、第2゜第3の電極の間隔;ま3mmで
あり、引出口径は第1゜第2.第3電極とも10φであ
る。マクネトロン4としては具体的には東芝袈マグネト
ロン2M172Δ(周波数2.46Gl(z、最高出力
37QWa11)を使用した。永久磁石2としては、−
個の大きさ40 X 22.5 X 60、エネルギー
積4430.2M G Oe、残留磁束密度4300G
、保磁力23000eのフェライト系のものが使用され
た。隣接する永久磁石2の中心側端面の極性は交互にな
っており、中心部分に、磁場強度が略零である零磁場が
形成され、その周囲(放電管内面から約30mII+の
所であり、真空シール7が設置される部分よりも外側)
に共鳴磁場が形成される。真空シール7は共鳴磁場強度
未満の箇所に設置されており、従って、プラズマの強い
衝撃を受けることはない。
第3図は第1図および第2図に示された実施例に対する
電気系統図である。マグネトロン4は第1のイオン引出
電極10と同電位の一10KVでアース点より浮かされ
でおり、そしてヒーター電極3\/、14Δおよびヒー
ターカソード電力4KV、360mAが各々NB 14
 、 15によって供給される。第2の電極11は第3
の電極12より電源16によって−2)CVに浮かされ
ている。放電管l中に生成されたプラズマは、第1の電
極10により正の高電位となり、プラズマ中のイオンは
第2の電極11との間に形成される加速電界により引き
出される。円筒ヨークと放電管の間の冷却水はポンプ1
7によって熱交換器18を介して循環するようにされて
いる。
上述のように構成されたプラズマ発生装置において、マ
グネトロンの出力270Watt、探針を生成プラズマ
の中央に配置した時、探針により測定した半径方向のプ
ラズマ密度分布を第4図に示す。
放電ガスはH2が使用され、○印が8 X 10−’T
orr、 x印が2 X 10−’Torr、Δ印が2
 X 10−5Torrのガス圧の場合を示している。
このデータからカ=・トオフ密度?、46X1010ケ
 /Cl11を越えるプラズマがほぼ半径6Qmmの所
まで形成されていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の好ましい実施例の側断面図てあり、 第2図は第1図のA−A断面図であり、第3図は第1図
および第2図に示された実施例に対する電気系統図であ
り、 第4171は第1図に示された実施例における半径方向
のプラズマ密度を示すグラフである。 1・・・・・・放電管、   2・・・・・・永久磁石
3・・・・・・円筒ヨーク、  4・・・・・・マグネ
トロン5・・・・・・同軸導波管、 6・・・・・・ア
ンテナ7・・・・・・真空シール、10・・・・・・第
1の電極11・・・・・・第2の電極、12・・・・・
・第3の電極。 第3図 第4図 手控(mm)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 マイクロ波を発生するマイクロ波発生源、 内部が高真空に保たれる放電管、 前記放電管内において、中心軸上が共鳴磁場強度未満で
    あり、その周囲に共鳴磁場強度の磁場を形成する磁場発
    生手段、 前記マイクロ波発生源から発生されたマイクロ波を前記
    放電管内の前記共鳴磁場領域の近くまで搬送する同軸導
    波管、 前記同軸導波管の内側導体が伸びて形成されたアンテナ
    、および このアンテナを包囲して、前記同軸導波管の開口をシー
    ルする真空シールを備えてなるプラズマ発生装置。
JP61194742A 1986-08-20 1986-08-20 プラズマ発生装置 Expired - Lifetime JPH0828278B2 (ja)

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JPS6351098A true JPS6351098A (ja) 1988-03-04
JPH0828278B2 JPH0828278B2 (ja) 1996-03-21

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021041355A (ja) * 2019-09-12 2021-03-18 株式会社ニッシン プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62172699A (ja) * 1986-01-24 1987-07-29 理化学研究所 プラズマ閉込用磁場発生装置
JPS62172700A (ja) * 1986-01-24 1987-07-29 理化学研究所 プラズマ閉込用磁場発生装置

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JPH0828278B2 (ja) 1996-03-21

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